const 变量是否放置在只读内存中？ [复制]

Question

或者是否有其他防止修改它们的保护措施？

如果它们在只读内存中是有意义的 - 这就是使它们成为 const 的原因，对吧？

Answer 1

const 是一个编译时构造，在运行时不为人所知。它只是为了帮助程序员对他的程序进行推理，并防止通过更改不应该更改的内容而引入错误。 const 告诉编译器您不想允许更改此变量，因此编译器将强制执行它。

Answer 2

不，他们不是必须的。 const 是编译时，允许编译器执行某种优化。但是，将变量放入只读内存位置并不是强制性的。

看这个例子，它是未定义的行为（感谢 Dyp 指出）：

#include <iostream>

int     main()
{
  const int bla = 42;
  int       *ptr = const_cast<int *>(&bla);

  std::cout << *ptr << std::endl;
  *ptr = 21;
  std::cout << *ptr << std::endl;
}

它会输出42 和21，但它也可能会崩溃。

现在看看这个：

#include <iostream>

int     main()
{
  const int bla = 42;
  int       *ptr = const_cast<int *>(&bla);

  std::cout << bla << std::endl;
  *ptr = 21;
  std::cout << bla << std::endl;
}

在我的编译器上，这个输出42 和42，因为编译器做了一些优化。注意它仍然可能因为*ptr = 21而崩溃；

Answer 3

在很多情况下，编译器不可能将const 变成只读内存（假设系统中首先存在只读内存）。事实上，我相信几乎所有的编译器，作为一项规则，使const 对象存在于常规数据（或堆栈）内存中，就像普通变量一样。

const 的主要目的是向编译器声明您不希望也不应该更改某些值的意图。我看不出为什么编译器不能在有限的情况下将const 变量放在只读内存中。但我也不会依赖这一点——标准当然使这成为可能，因为它提到使用const_cast 从最初标记为const 的对象中删除const，然后写入它是未定义的行为（所以，它不需要编译器允许在使用 const_cast 删除原始 const 后修改值 - 因此确实允许“崩溃，因为我们试图写入只读内存”）。

但是考虑一下：

class X
{
   int x;
  public:
   X(int v) : x(v) {}
}

int c = rand();

const X a(c+1);
const X b(c+2); 

在这种情况下，编译器无法知道从rand得到的c中的值，因此它无法在编译时初始化a和b。

Answer 4

const 关键字有两种用途：

1. 众所周知的“我保证不会修改此对象的状态”
2. 作为一个特殊规则，编译器可以将定义为 const 的对象放在只读内存中，只要该对象没有 mutable 成员（即整个对象都是该对象的州）。

这就是为什么 const_cast 允许去掉 const 限定符，但要求对象定义本身不是 const。 Wikipedia on const correctness 声明“但是，任何尝试修改本身通过 const_cast 声明为 const 的对象的任何尝试都会导致根据 ISO C++ 标准的未定义行为。”。

Answer 5

C++ 标准不仅不保证const 对象在只读内存中，而且实现也很难完全实现，如下所述。

C++ 实现很难放置具有自动存储持续时间的const 对象，这些对象的地址取自只读内存。这是因为每个不同的对象必须有不同的地址（因为它们的指针必须比较不相等）。因此，每次执行它所在的块时，都必须创建每个这样的对象。

如果const 对象的地址未被获取，编译器可以仅使用内存中的单个实例来实现它的多个实例（在 C++ 计算模型中）（因为每个实例都是相同的并且不会改变）。因此，这样的对象可以在程序启动时创建一次（可能通过从程序文件的常量数据部分加载），标记为只读，并在程序执行期间保持不变。然而，如果一个对象的地址被获取（并以可观察的方式使用），那么编译器必须创建该对象的每个单独实例（或以某种方式“假装”一个实例具有多个地址）。通常，编译器无法预测一个块可能同时存在多少次执行（例如，当有递归函数调用时）。因此，它无法在程序启动时创建所需的对象的所有实例。它们必须即时创建。

创建对象需要修改内存，写入对象的初始值。因此，将具有自动存储持续时间的const 对象放在只读内存中将需要频繁地将内存从只读更改为可写并返回。要创建新对象，程序必须将只读内存更改为可写内存，写入新对象的初始值，然后将内存改回只读。

此外，这将为没有信号处理程序的单线程程序提供只读内存的外观。具有多个执行线程或单个处理程序的程序可能能够在内存处于可写状态时观察内存。

Answer 6

就标准而言，没有要求将const 变量放入写保护RAM。 const 基本上只是编译器强制执行的文档。

实际上，如果一个值可以在编译时完全计算，编译器通常会为const 变量使用只读存储。否则，它们将被放入与其他所有内容相同的读写堆或堆栈中。

Answer 7

没有。考虑一个带有mutable 成员的const 对象。如前所述，const 是一种编译时构造，可帮助程序员传达意图。

Answer 8

const 是编译器的标记。在编译期间，编译器将常量添加到单独的组中并检查是否尝试更改它。如果某个函数试图这样做，你会得到编译器错误。

但是可以欺骗编译器并使用指针和const_cast 更改const 的值，但结果是你欺骗的不是编译器而是你自己（或同事）。

正如我所说，我的朋友一直在寻找如何更改 const 值。 const 不仅仅用于编译器，它对于开发者而言比编译器更重要，因为它显示了哪些数据不会被更改。

Answer 9

如果它们在只读内存中，这将阻止 const_cast 有用和有意义，所以这样的代码是不可能的，将 const 变量传递给具有非 const 参数的函数： -

void print (char * str)
{
    cout << str << endl;
}

int main () 
{
    const char * c = "test text";
    print ( const_cast<char *> (c) );
    return 0;
}

请注意，打印函数实际上可以更改最初定义的const 变量c 中的值。